JB-T 5447-1991 往复活塞压缩机铸铁活塞环.pdf.pdf
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1、 J 72 JB/T 54471991 往复活塞压缩机铸铁活塞环 1991-07-22 发布1992-07-01 实施 中华人民共和国机械电子工业部 发 布 I 1 主题内容与适用范围 1 2 引用标准 1 3 术语、符号 1 4 产品分类 4 5 技术要求 5 6 试验方法 8 7 检验规则 9 8 标志、包装、运输、贮存 9 附录 A 基本直径小于 30 mm 和 2101000 mm 的矩形环(R 环) (补充件) 11 附录 B 基本直径 210400 mm 的锥面环(M 环) (补充件) 13 附录 C 基本直径 210400 mm 的鼻形环(N 环) (补充件) 14 附录 D 基
2、本直径 210400 mm 的开槽油环(S 环) (补充件) 15 附录 E 基本直径 210400 mm 的异向倒角油环(D 环)和同向倒角油环(G 环) (补充件) 17 附录 F 基本直径 210400 mm 的同向倒角螺旋撑簧油环(GSF 环) (补充件) 20 目 次 1 1 主题内容与适用范围 本标准规定了往复活塞压缩机铸铁活塞环(以下简称“活塞环或环” )的术语,符号,产品分类, 技术要求,试验方法,验收规则及标志、包装、贮运等要求。 本标准适用于基本直径小于 30 mm 和 2101000 mm 的活塞环。 基本直径为 30200 mm 的活塞环采用内燃机活塞环(GB 1149
3、) 。 2 引用标准 GB 230金属洛氏硬度试验法 GB 231金属布氏硬度试验法 GB 977灰铸铁件机械性能试验方法 GB 1149内燃机活塞环 GB 11821184形状和位置公差 GB 18001804公差与配合 GB 2828逐批检查计数抽样程序及抽样表(适用于连续批的检查) GB 5612铸铁牌号表示方法 GB 7216灰铸铁金相 3 术语、符号 3. 1 活塞环术语 活塞环:一种具有较大向外扩张变形的弹性环,它被装配到剖面与其相应的活塞环形槽内,起密 封和控制润滑油作用。活塞环按其作用分为气环和油环。 3. 1. 1 气环 主要用来防止气体通过活塞泄漏的活塞环。它在往复运动中,
4、依靠气体的压力差在环外圆面和气 缸内圆面、环侧面和环槽之间形成密封。 3. 1. 1. 1 矩形环 几何形状简单,剖面呈矩形的气环。在正常工作条件下具有有效的密封性。 3. 1. 1. 2 锥面环 活塞环的外圆面与轴线夹角为某一微小角度的矩形环。可达到立即密封和快速启动的作用。 3. 1. 1. 3 鼻形环 在外圆面下棱边带有刮油作用的鼻形切台的活塞环。它能起气环的作用,密封性较差。 3. 1. 2 油环 具有回油孔或等效结构,能控制气缸壁上润滑油的活塞环。 3. 1. 2. 1 开槽油环 侧面平行,具有两个接触环岸,开有回油孔的油环。由于环岸狭窄,可得到高的比压。 机械电子工业部 1991-
5、07-22 批准 中 华 人 民 共 和 国 机 械 行 业 标 准 往复活塞压缩机铸铁活塞环 JB/T 54471991 1992-07-01 实施 JB/T 54471991 2 3. 1. 2. 2 异向倒角油环 两个环岸外圆面的外部棱边为异向倒角的开槽油环。以进一步提高比压,从而取得较好的刮油效果。 3. 1. 2. 3 同向倒角油环 两个环岸外圆面的外部棱边为同向倒角的开槽油环。具有更佳的刮油效果。 3. 1. 2. 4 螺旋撑簧油环 在与 3.1.2.1 条、3.1.2.2 条、3.1.2.3 条相似的开槽油环内加置螺旋撑簧,从而提高比压的油环。撑 簧对环体表面的作用力均等。 3.
6、 2 活塞环的各部位术语和符号 3. 2. 1 自由状态(非受力状态) (见图 1) 图 1 3. 2. 2 闭合状态(见图 2) 图 2 3. 2. 3 活塞环与环槽装配状态(见图 3) 3. 2. 4 棱边、表面、侧面(见图 4) 3. 2. 5 矩形环剖面(见图 5) 3. 2. 6 鼻形环剖面(见图 6) 3. 2. 7 开槽油环(见图 7) 3. 3 活塞环的特征术语、符号 3. 3. 1 弹力 使活塞环闭合到规定状态时所需要的切向力或径向力(见图 8) 。 JB/T 54471991 3 图 3 图 4 图 5 图 6 图 7 JB/T 54471991 4 图 8 3. 3. 1
7、. 1 切向弹力 Ft(N) 用钢带箍紧环,使开口端达到闭口间隙时所施加的切向力。 3. 3. 1. 2 径向弹力 Fd(N) 在与开口端成 90 的直径方向上施加的使环在该方向保持基本直径的径向力。 3. 3. 1. 3 切向弹力 Ft与径向弹力 Fd的换算公式为: Ft=0.465Fd(1) 3. 3. 2 光密封度 为活塞环装入直径等于环基本直径的气缸或检验环规内,其外圆面阻止光线透过的能力。以不漏 光长度占活塞环外圆面周长的百分率表示。 3. 3. 3 平均比压 活塞环作用于气缸壁面上的径向压力。计算公式为: hd F p 1 t 2 =(2) 式中:p平均比压,N/mm2; Ft切向
8、弹力,N; h活塞环与气缸内壁的接触高度,mm; d1活塞环基本直径,mm。 3. 3. 4 侧面平面度 活塞环放在检测平台上,在规定的检测状态下,其下侧面与检测平台之间的轴向最大距离。 4 产品分类 4. 1 活塞环的类型见表 1。 4. 2 矩形环切口型式有斜切口(A 型)和直切口(B 型) 。斜切口按其方向分为右斜切口(A 右)和 左斜切口(A 左) 。 其他环只采用直切口。 JB/T 54471991 5 表 1 类 型名 称结构代号简 图 基本直径 mm 结构图形及尺寸 矩形环R 30 2101000 附录 A 锥面环M210400附录 B 气 环 鼻形环N210400附录 C 开槽
9、油环S210400附录 D 异向倒角油环D210400附录 E 同向倒角油环G210400附录 E 油 环 同向倒角 螺旋撑簧油环 GSF210400附录 F 4. 3 活塞环标记方法按下述规定(标记示例见附录 A附录 E) 。 活塞环 标准代号 5 技术要求 5. 1 总则 活塞环应按本标准的规定,并按经规定程序批准的产品图样制造验收。有特殊要求时可由供需双 方协商决定。 5. 2 材料 5. 2. 1 活塞环材料采用耐磨铸铁。其牌号表示方法按 GB 5612 的规定,强度指标以抗弯强度表示。 示例:MT CuMoCr400 表示含义为: 耐磨铸铁, 含微量的铜 (Cu) 、 钼 (Mo)
10、、 铬 (Cr) 合金元素, 其抗弯强度为 400 N/mm2。 材料代号:按表 2 的规定。类可不标 切口型式:矩形环按 4.2 条的规定,其他环不标注 主要尺寸:基本直径径向厚度环高 结构代号:按表 1 的规定 JB/T 54471991 6 5. 2. 2 化学成分按产品图样的规定,含硫量不大于 0.12%。 5. 2. 3 活塞环材料分类及其性能应符合表 2 的规定。同一环上的硬度差不大于 4 个 HRB 单位。 表 2 力 学 性 能 N/mm2 硬 度 类 别 基本直径 d1 mm 平均弹性模量 E 抗弯强度 bb HRBHB 60035095210 600 1.0105 3009
11、3200 60040097220 600 1.0105 35095210 600450235 600 1.15105 400225 注:类材料为砂型筒体铸造,未经热处理。 5. 2. 4 活塞环的金相组织应符合表 3 的规定。 表 3 石 墨磷 共 晶基本直径 d1 mm 长度 m 分布形状 E 型石墨 含 量 数 量分 布 磷共晶和碳 化物复合物 基本组织 210600 120 250(4 级) 40%(3 级) 共晶团数量 520 个/cm2 600 1000 250 500(3 级) A 型 或 B 型和少量 E 型,分散度 较大,均匀 分布 10% 6%(4 级) 共晶团数量 390
12、个/cm2 断续网状 (网孔直径 600m) 或均匀分布 允 许 有 小 块 磷 共 晶 复合物,复 合 物 中 碳 化 物 面 积 500m2, 碳 化 物 的 长 度 不 大 于 50m 珠光体应为索 氏体型或细片 状 、 中 等 片 状。片间距不 得大于 3 级, 铁索体含量不 大 于 面 积 的 5%,不允许游 离渗碳体和莱 氏体存在 5. 3 结构尺寸及公差 活塞环结构尺寸及公差应分别符合附录 A附录 F(补充件)的规定。 5. 4 切向弹力 5. 4. 1 活塞环材料的平均弹性模量 E 为 1.0105N/mm2时,切向弹力应符合附录 A附录 F(补充件) 的规定。 5. 4. 2
13、 活塞环材料的平均弹性模量 E 为 1.10105和 1.15105N/mm2时,切向弹力应分别为 5.4.1 条 中规定值的 1.1 和 1.15 倍。 5. 4. 3 活塞环切向弹力的极限偏差为20%。 5. 5 光密封度 5. 5. 1 矩形环的光密封度不小于 90%。 5. 5. 2 锥面环、鼻形环、油环的光密封度不小于 85%。 5. 5. 3 离开口端 15 内不允许有漏光。 5. 6 表面粗糙度 活塞环表面粗糙度应符合表 4 的规定。 JB/T 54471991 7 表 4 两 侧 面 活 塞 环 表 面内 圆 面外 圆 面 d1600 mmd1600 mm 表面粗糙度 Ra值
14、m 12.53.20.81.6 5. 7 侧面平面度 活塞环侧面平面度应符合 GB 1184 附表 1 的 8 级精度。 5. 8 外观质量 5. 8. 1 活塞环表面不允许存在锈蚀。 5. 8. 2 外圆面不允许存在轴向划痕,两侧面不允许存在径向划痕。 5. 8. 3 外圆棱边不允许有缺口、损伤或烧伤。内圆棱边和回油孔处崩缺不允许超过 0.25 mm,且不允 许附有易脱落颗粒。 5. 9 铸造缺陷 5. 9. 1 活塞环不允许存在裂纹、夹杂、疏松等铸造缺陷。 5. 9. 2 活塞环表面不允许有超过表 5 规定的气孔和缩孔。表中范围划分见图 9。 表 5 mm 基 本 直 径 d1210300
15、3004504506506501000 范 围12121212 位 置 外圆面0.40.50.60.7 气孔和缩孔直径 内圆面11.81.52.5232.54 气孔和缩孔深度不大于气孔或缩孔半径 气孔和缩孔个数68810 最 小 间 距1510151020103015 孔眼距棱边不小 于 0.5 mm,在环 开口对面 30 内 不允许存在 图 9 5. 10 残磁 活塞环不允许有残磁。 5. 11 维修用活塞环 维修用活塞环基本直径的加大值应符合表 6 的规定。 JB/T 54471991 8 表 6 mm 基本直径 d1加 大 值 2105000.250.50.7511.251.51.752
16、2.252.52.753 5008000.511.522.533.54 800100012345678 5. 12 保用期 活塞环的保用期应不低于配套压缩机规定的活塞环更换期。用户在正常使用情况下,在保用期内 如因制造质量造成损坏,生产厂应负责给予更换。 6 试验方法 6. 1 材料 6. 1. 1 弯曲试样的制备及试验方法应符合 GB 977 的规定。 6. 1. 2 金相试样的切取、制备及金相组织的评定按 GB 7216 的规定。试样也可在加工后的活塞环上 切取。 6. 1. 3 硬度试验在精加工后的活塞环上进行。试验方法应符合 GB 230 和 GB 231 的规定。 6. 2 结构尺寸
17、 6. 2. 1 环高及径向厚度在活塞环四个均匀分布的部位用外径千分尺测量。测量径向厚度所用千分尺的 测头应为球面测头。 6. 2. 2 其他尺寸用游标卡尺测量。 6. 3 光密封度和闭口间隙 6. 3. 1 光密封度 将活塞环装入检验环规内,光源置于环后 100 mm 处,在平行轴线的方向用视力检 查(图 10) 。允许在环规中转动活塞环,以便消除环外圆面的任何轻微表面粗糙。光源照度应高于环 境条件 4001500 Lx。点状、模糊光线仍视作不漏光。 图 10 6. 3. 2 闭口间隙 将活塞环装入检验环规内用塞尺检查。 6. 3. 3 检验环规的内径公差为 GB 18011802 的 H6
18、,圆度公差为 GB 1184 中附表 2 的 6 级。内圆面 表面粗糙度:当 d1600 mm 时为 Ra0.8m;当 d1600 mm 时为 Ra1.6m。 6. 4 切向弹力 JB/T 54471991 9 用厚度为 0.080.10 mm、宽度不大于环高的柔性钢带包箍活塞环,钢带两端各绕在相距 20 mm, 直径 10 mm 的滚柱上,拉紧钢带使活塞环收缩到开口端接触,然后再松开到闭口间隙,从精密测力计 上读得切向弹力值。活塞环的开口端中心应处于两滚柱的对称中心(图 11) 。 图 11 也可在专门测量径向弹力的仪器上测出径向弹力 Fd,按式(1)换算。 6. 5 侧面平面度 6. 5.
19、 1 将活塞环置于检测平台上,在其上均匀地加上 10 件同规格的活塞环,用塞尺或其他仪器测量 活塞环下侧面与检测平台之间的间隙。 6. 5. 2 检测平台平面度精度应比受检活塞环高 2 级。 7 检验规则 7. 1 每只活塞环须经制造厂检验部门检验合格后才能出厂。 7. 2 材料检验 7. 2. 1 活塞环材料检验应分批进行。同一炉次(或同一包次) 、同一规格的铸件为一批,弯曲试样每 批不少于 3 件。 7. 2. 2 检验时,先取 1 件弯曲试样作弯曲试验和金相试验,取 1 只活塞环作硬度试验。如有一项不符 合要求,则另取 2 件试样重复作同项试验,若仍有 1 件达不到要求,则该批铸件为不合
20、格。 7. 2. 3 基本直径大于等于 400 mm 的活塞环,硬度试验可在 3 件弯曲试样上进行。如符合要求,则硬 度为合格。如达不到要求,再取活塞环本体作试样,按 7.2.2 条的规定复验。 7. 3 订货单位验收产品质量时,按 GB 2828 的规定进行。抽样次数方案及质量检查水平 AQL 值由供 需双方协商决定。 8 标志、包装、运输、贮存 8. 1 每只活塞环在包装前必须清洁,并涂防锈剂,用不透水的材料包裹,并用结实材料分组包扎后, 挂上标签。 8. 2 每组产品应附有制造厂技术检验员签章的产品合格证。 8. 3 标签上应标明: a. 制造厂名称、商标和地址; JB/T 544719
21、91 10 b. 产品名称及规格; c. 数量; d. 质量等级标志; e. 包装日期:年、月。 8. 4 包扎的活塞环必须装入有防潮措施的包装箱内,箱内应附有产品说明和装箱单。并应保证在正常 运输中不致损坏,箱子总重量不超过 50 kg。 8. 5 包装箱外标明: a. 制造厂名称及地址; b. 产品名称及规格; c. 数量; d. 质量等级标志; e. 总重 kg; f. 收货单位及地址; g. “小心轻放” 、 “防潮” 、 “防压”等标志; h. 出厂日期:年、月。 8. 6 包装的活塞环应存放在通风干燥的仓库内。在正常的保管情况下,自出厂之日起,制造厂应保证 活塞环在一年内不致锈蚀。
22、 JB/T 54471991 11 附 录 A A1 矩形环应符合图 A1 和表 A1 的规定。 图 A1 表 A1 mm 径向厚度环 高 h1闭口间隙切向弹力 Ft自由开口尺寸 a1SNm 基本 直径 d1 内径 d2 基本 尺寸 极限 偏差 基本 尺寸 极限 偏差 基本 尺寸 极限 偏差 基本 尺寸 极限 偏差 外棱 边倒 角 K1 内棱 边倒 角 K2 基本 尺寸 极限 偏差 109.10.451.5 1110.10.451.65 12110.51.8 1311.90.551.95 1412.80.62.1 1513.70.65 0.05 +0.15 0 2.25 1614.60.72.
23、4 1715.60.72.55 0.5 1816.50.75 0.05 2.7 1917.40.82.85 2018.30.853 2220.10.953.3 242213.6 2522.91.053.75 2623.81.13.9 2825.61.2 +0.05 0.10 1.5 0.010 0.025 2 0.010 0.025 0.10 +0.20 0 4.2 20% (补充件) 基本直径小于 30 mm 和 2101000 mm 的矩形环(R 环) JB/T 54471991 12 续表 A1 mm 径向厚度环 高 h1闭口间隙切向弹力 Ft自由开口尺寸 a1SNm 基本 直径 d1
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